ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 5 ЕЛЕКТРОФОРЕЗ

Мета роботи: ознайомлення з електричними властивостями дисперсних систем; дослідження електрофорезу в золі гідроксиду заліза.

Завдання: визначити лінійну швидкість переміщення кордону розділу фаз, розрахувати електрофоретична рухливість і електрокінеті- чсскій потенціал.

Прилади й матеріали: прилад для вимірювання електрофоретичної швидкості методом рухомий кордону, джерело постійного струму (випрямляч) з вольтметром, гнучка дріт, лінійка, годинник, наждач-

Юл

ная папір, електроплита, конічна колба для приготування золю на 500 мл, хімічні стаканчики, піпетка на 15 мл - 1 шт .; циліндр на 100 мл. Реактиви: FeCl 3 - 4%; Nal - 0,1 М; FeS0 4 - 0,1 М е ; КС1 або НС1 - 0,01 М; дистильована вода.

Установка для проведення електрофорезу

Мал. 4.13. Установка для проведення електрофорезу

Порядок виконання роботи

1. Приготувати золь гідроксиду заліза методом гідролізу. Для цього в конічній колбі нагріти до кипіння 85 мл дистильованої води і долити в киплячу воду але краплях 15 мл розчину хлорного заліза. Після кип'ятіння (1-2 хвилини) утворюється золь гідроксиду заліза:

FeCl 3 + 3H 2 0 ^ Fe (OH) 3 + ЗНС1. Будова міцели отриманого золю має наступний вигляд:

так як стабілізатором є продукт неповного гідролізу - хлороксид заліза по реакції: FcOCl <-> FeO + + СГ. В умовах великого розведення і при кип'ятінні осад не випадають, а утворюється золь Fe (OH) 3 червоно-коричневого кольору. Його прозорість вказує на високу ступінь дисперсності системи. Після приготування золь необхідно охолодити в струмені проточної води.

  • 2. Ретельно промити U-подібну трубку електрофоретичної установки (рис. 4.13) дистильованою водою і заповнити її приблизно наполовину розчином хлористого калію (або соляної кислоти), який виконує функцію бічної рідини.
  • 3. Електроди зачистити до блискучої металевої поверхні наждачним папером і ретельно прополоскати дистильованою водою. Розташувати пробки, в які вмонтовані елекгроди, зверху над отворами гак, щоб електроди виявилися всередині, але щільно отвори не закривати.
  • 4. Заповнити свіжоприготовленим золем бічну (допоміжну) трубку електрофоретичної установки так, щоб золь було видно в просвіті, розташованому під U-подібної грубкою.
  • 5. Після цього повільно і обережно відкрити кран допоміжного судини, щоб золь почав переміщатися в U-образ трубку знизу. При цьому розчин бічний рідини за рахунок витіснення буде підніматися нагору. Щоб в обох колінах судини підйом йшов з однаковою скоро-

стю, пробки з електродами не повинні щільно закривати отвори, тоді межа золь - бічна рідина вийде чіткою.

6. Після того, як розчин бічний рідини піднявся наверх тка, що зануреними в нього на 3-5 мм виявилися обидва електро

да, кран подачі золю перекрити, пробками з вмонтованими електродами щільно закрити отвори U-образного судини. Відзначити вихідне положення кордону розділу золь - бічна рідина в правому і лівому колінах за шкалою лінійки.

  • 7. Включити в мережу джерело постійного струму тумблером «Вкл.» На панелі приладу і відрегулювати напругу по вольтметру на 110-30 В. Після цього відразу ж включити секундомір. Величина напруги під час досвіду повинна залишатися незмінною.
  • 8. Після закінчення часу електрофорезу (10-15 хвилин) вимкнути секундомір і відзначити кінцевий рівень золю в обох колінах (в одному коліні межа розділу піднімається, в іншому - опускається). Результати занести в табл. 4.2.
  • 9. Візуально визначити знак заряду колоїдних частинок, виходячи з того, що частки переміщаються в бік електрода з протилежним знаком.
  • 10. Після відключення установки виміряти відстань між електродами за допомогою гнучкої дроту, прикладаючи її до зовнішньої сторони U-подібної трубки. Акуратно зливаючи золь з U-образного судини, виміряти циліндром його обсяг.
  • 11. Для вивчення впливу концентрації та заряду протиіонів використовувати розчини йодиду натрію і сульфату заліза (за завданням викладача). Розчини потрібної концентрації готувати за допомогою циліндра, розведення 1: 1, 1: 2, 1: 4 і 1: 8 проводити в окремих чистих склянках. Золь змішувати з електролітом в співвідношенні, заданому викладачем, потрібно заздалегідь, в U-подібний посудину вливати вже готову суміш. Перед кожним наступним досвідом ретельно промити дистильованою водою U-образний посудину, допоміжний посудину і електроди. Досліди проводити за аналогією з першим, дотримуючись послідовність проведення.

Таблиця 4.2

результати експерименту

умови досвіду

Початковий рівень золю

Кінцевий рівень золю

переміщення

ліве

коліно

праве

коліно

ліве

коліно

праве

коліно

ліве

коліно

/ ;, ММ

Праве коліно / ?, мм

Час електрофорезу г, з

Напруга на електродах U , В; відстань між електродами L , м; доданий електроліт (формула і концентрація) по п. 11

Показати експериментальні результати викладачеві.

  • 12. При обробки експериментальних результатів для кожного випадку електрофорезу обчислити переміщення золю в правому // і лівому 1 2 колінах і визначити шлях S , пройдений частинками золю як середньоарифметичне переміщення кордонів в кожному коліні: S = (// + У / 2.
  • 13. За формулами (4.11), (4.12) і (4.9) розрахувати лінійну швидкість переміщення 1раніци розділу фаз i / q, електрофоретична рухливість і ^ ф і електрокінетіческій потенціал. У розрахунках використовувати відомі значення: в'язкість і діелектрична проникність води рівні
  • 0. 001.Н с / м 2 і 81; електрична константа = 8,85-10 " 12 Ф / м.
  • 14. Розрахувати ^ -потенціал за формулою (4.13) і порівняти з знайденим експериментально. Дати оцінку відмінності порівнюваних величин, яке може бути пов'язане з проявом електрофоретичного або елск- трорелаксаціонного ефектів, а також бути наслідком помилок досвіду.
  • 15. Порівнюючи величини ^ -потенціалов першого досвіду і дослідів з використанням електролітів, зробити висновок про впливу концентрації та заряду протиіонів на характеристики електрофорезу.
 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >